袋式除塵器越來越受到人們的關注。改善脈沖布袋除塵設備內流場分布是提高袋式除塵器效率的關鍵。目前,在袋式除塵器的數值模型計算中,主要采用多孔介質代替多孔板。為了驗證數值模型的準確性和確定均勻多孔板的開孔方案,需要進行物理模型試驗。為此,根據靜電袋式除塵器的原型進行了縮尺試驗,醉終確定了多孔板的醉佳穿孔方案,達到了脈沖布袋除塵設備集塵器內氣流均勻分布的效果。提出了一種濕袋式過濾機,它是在干袋式過濾機的基礎上,通過噴水對傳統袋式過濾機進行加濕。
脈沖布袋除塵設備采用數值模擬的方法研究了電袋除塵器內氣流分布的均勻性。模擬結果表明,是否添加多孔板、添加層數和多孔板開度對除塵器內氣流速度大小及分布有較大影響。當電袋除塵器內電場氣流分布均勻性醉佳時,流速為0.7。在8_m/s時,袋區內的流體速度為0.6_m/s。在脈沖布袋除塵設備的接合處安裝多孔均勻分布板,改變導板的角度以調整流動方向。進行了數值模擬。結果表明,氣囊的流動更加均勻,磨損程度降低。將模糊數學理論應用于脈沖布袋除塵設備本體結構的耐久性評價,建立了電除塵器本體結構耐久性的多層模糊綜合評價體系。通過對袋式除塵器入口流場的數值模擬,發現袋式除塵器中間方向的氣流量小于頂部方向的氣流量,當喇叭口開度分別為19.1%、25.5%、38.25%和51%時,氣流分布醉大。
該試驗裝置以山西省350MW燃煤電廠為背景,采用脈沖布袋除塵設備為原型。電場的截面積是260m2。有兩個電場。試驗臺的模型尺寸與實際尺寸1:14成比例地減小。樣機的技術參數為:(1)煙氣量:1294652m3/h(2)電除塵器的有效流面積:2X260m2(3)電除塵器的電場高度:13m(4)電除塵器的電場長度:3m(5)總積塵面積:15600m2(5)6)袋面積:33220m2(7)袋數:8064。實際運行電壓和電流不能滿足設計要求,降低了電除塵器的除塵能力。
脈沖布袋除塵設備模型由有機玻璃制成。前后部為喇叭口、電極除塵區、袋除塵區、出水口、引風機等。有8個測速截面,分別是18個截面。試驗模型尺寸比2X350MW電站袋式除塵器的14:1縮小。實驗中,采用網格法和熱線風速計對試驗段進行速度測量。不加多孔板的主要速度測量截面(截面2)的速度分布。結果表明,脈沖布袋除塵設備內速度分布不均勻,相對速度偏差為82%。速度分布規律表明,上部速度大,下部速度小,中部速度接均速度,中部速度右側較低。速度分布不均勻的根本原因是壓力不平衡。氣流從喇叭口流出并在周圍擴散,但是由于袋式過濾器占據了脈沖布袋除塵設備的中下部分,氣流的動壓向上擴散增加。由于進氣煙箱上下膨脹角分別為45°和68°,下傾角大于下部氣流,阻力較大,因此下部動壓小于上部動壓,上部速度較大。f段2和氣流分布下部的較低速度。另一方面,由于進氣煙箱內的膨脹角較大,氣流在內部會形成大量的湍流渦,從而產生恒定的摩擦和碰撞,加劇了內部氣流的不均勻性。電袋除塵器的內部速度分布是電袋除塵器的重要參數。它對于提高脈沖布袋除塵設備的效率、提高脈沖布袋除塵設備零件的損傷程度和提高布袋的使用壽命具有關鍵性的影響。例如,氣流的不均勻分布不僅會降低系統的效率,而且會在袋式除塵器區域內沖刷出袋式除塵器,造成袋式除塵器的損壞,造成巨大的成本浪費。影響電場臨界風速的主要因素是氣流的均勻性、集塵板結構、脈沖布袋除塵設備供電系統和集塵器裝置結構。煙氣速度的不均勻也會造成袋式除塵器除塵區內的二次揚塵,甚至造成整個系統的堵塞和腐蝕,從而降低系統的效率。有必要對氣流進行優化和調整。
項目組采用數值模擬方法研究了脈沖布袋除塵設備研制過程中流場的分布特征。項目組成員以前的主要工作如下:
1.了解計算流體動力學的分析方法,選擇控制容積法的Fluent軟件作為分析濾筒除塵器內流場的工具。標準K-1:湍流數值模擬方法采用模型,流場迭代算法采用簡單算法。
2.通過對過脈沖布袋除塵設備初始模型的數值模擬,發現當入口風速為20米/秒時,出現明顯的射流現象,氣體的射流作用繼續到達箱體的后壁,部分沿中箱體、箱體的后壁向上爬升。直至天花板,甚至沿天花板水平流動一定距離,從而形成射流現象。中間箱壁附近的氣體流速較大,使得靠近箱壁的過濾筒之間的氣體流速較大。這會對濾筒產生一定的沖刷作用。其原因在于通過多孔板的氣流所形成的渦流不斷吸收周圍氣流,并運動、碰撞、摩擦和變形。
這種長期沖刷會使濾筒提前,降低濾筒的使用壽命。另一部分空氣沿灰斗斜向下流動,在灰斗內形成明顯的渦流。氣流將灰斗中積灰重新截留到內箱中,造成二次揚塵,增加了濾筒的工作負荷。通過對各過濾器內氣體流量的統計分析,發現單臺過脈沖布袋除塵設備處理后的氣體流量正負偏差在121.6%至1+23.3%之間。氣流分布變化很大。大流量分配系數為1.233,小流量分配系數為0.784。濾筒間氣流分布不均勻,會導致各濾筒表面灰塵沉積不均勻,造成處理氣流。從煙氣中逸出的NH3和銨鹽可以通過噴霧冷卻的方式進行清洗,細粉塵可以進一步被潤濕,灰塵顆粒上可以附著足夠多的液滴,從而達到煙氣進入脈沖布袋除塵設備飽和的目的,滿足用戶的運行煙氣條件。大型濾筒表面積灰較多,導致濾筒提前堵塞,清洗頻繁,影響濾筒使用壽命。